Система для определения содержания кислорода

Система для определения содержания кислорода

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к системам измерения параметров процесса культивирования и направлено на повышение точности определения содержания растворенного в культуральной жидкости кислорода. Периодически в процессе культивирования изменяют давление в биореакторе и регистрируют максимальное Рмако и минимальное Рддии значе- . нис давления. В эти же моменты времени регистрируют максимальное С Mat;c и минимальное Сллин содержание растворенного в культуральной жидкости кислорода. Арифметический блок, входящий в систему, вычисляет корректирующий коэффициент по формуле К А (Р ллокс - Р, МИН ):(С ллакс С«ин где А - коэффициент преобразования датчика кислорода, определяемый при калибровке. С помощью коэффициента К корректируют показания датчика кислорода . Испытания показали, что точность определения содержания кислорода с помощью предлагаемой системы возрастает в среднем на 9,7%. 1 ил. (С С/

союз советсних

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (191 111> (51)5 С 12 Q 1/00

ОПИСАНИЕ И3ОБРЕТЕНИЯ

К A ВТОРСНОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОсудАРст8енный номитет

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM

ПРИ Гкнт СССР {21) 4612203/13 (22) 29. 11.88 (46) 30.05 91. Бюл, 1".- 20

{71) Каунасский политехнический институт им. А.Снечкуса (72) В.А.!Оодагальвис, Ю.-К.Ю.Станишкис, В.А.Иалкаускас и И.-С.В.Буткене (53) 663. 1(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

- 966673, кл. G 05 D 27/00, 1981. (54) СИСТЕИА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ КИСЛОРОДА (57) Изобретение относится к системам измерения параметров процесса культивирования и направлено па повьппение точности определения содержания растворенного в культуральной жидкости кислорода. Периодически в процессе

Изобретение относится к технике культивирования микроорганизмов, а именно к системам измерения параметров процесса ферментации, и может быть использовано в микробиологической, пищевой и медицинской промьппленности.

Цель изобретения — повьппение точности определения содержания кислорода.

На чертеже изображена схема системы для определения содержания кислорода.

Система состоит из биореактора 1, датчика 2 кислорода, блока 3 умножения, коммутатора 4, арифметического

2 культивирования изменяют давление в биореакторе и регистрируют максималь- ное Р„„,„< и минимальное Р „„ значение давления. В эти же момейты времени регистрируют максимальное С „д и минимальное С„ ип содержание растворенного в культуральной жидкости кислорода. Арифметический блок, входящий в систему, вычисляет корректирующий коэффициент по формуле К = (Рмаке. Рмин) (С макс Смиц) где А — коэффициент преобразования датчика кислорода, определяемый при калибровке. С помощью коэффициента К корректируют показания датчика кислорода. Испытания показали, что точность определения содержания кислорода с помощью предлагаемой системы возрастает в среднем на 9,7Х. 1 ил. блока 5, блока 6 памяти, реле 7 вреЯ мени, датчика 8 давления, вторых коммутатора 9 и блока 10 памяти, исполнительного механизма 11.

Ф

Е а °

Система действует следующим образом.

В биореактове 1 пэоисхопит вост микроорганизмов. Датчиком 2 измеряют содержание кислорода в культуральной среде по предварительной калибровке.

Сигнал из датчика 2 поступает в блок

3 умножения, где умножается на сигнал, поступающий на другой вход блока умножения из арифметического блока

5. Реле 7 времени через заданный промежуток времени подает сигнал на вход

1652343

А(Рмакс Рмин )

К Смаке — Смиц

40 где Pìèí, Pìàêñ — значение давления в биореакторе, зафиксированные в момент 45 переключения реле 7, минимальное и максимальное соответственно,"

Смин Сма кс содержание кислор» g0 да в среде биореактора, зафиксированное в момент переключения реле 7. минимальное и максимальное соответственно; А — коэффициент преобразования датчика 2 исполнительного механизма 11, который направляет выходящие из биореактора

1 газы в одну из двух линий с разными сопротивлениями.. При изменении сопротивления давление в биореакторе меняется, что регистрируется датчиком 8 давления, сигнал из которого поступает через второй коммутатор 9 на вход блока 10 памяти, в одну из двух ячеек 10 памяти блока 10. Сигнал иэ датчика давления попадает в блок памяти только во время срабатывания реле 7 времени, из которого сигнал поступает во второй коммутатор 9. Реле времени сра- 5 батывает через равные промежутки времени. Во время срабатывания реле 7 времени коммутаторы 4 и 9 соединяют датчик 2 кислорода и датчик 8 давления с блоками 6 и 10 памяти соответственно, и информация записывается в одну из двух ячеек памяти в каждом блоке памяти. При следующем срабатывании реле 7 информация записывается в другие ячейки памяти в каждом блоке 2 памяти. При увеличении давления в биореакторе начинает увеличиваться парциальное давление кислорода в культуральной среде, и тем самым увеличиваются показания датчика 2 кислорода.

Время срабатывания реле времени подбирается таким образом, чтобы показания датчика перестали меняться. Информация из ячеек памяти блоков 10 и б памяти через коммутаторы 4 и 9 поступает на входы арифметического бло- 35 ка 5, сигнал на выходе которого формируется согласно арифметической формуле кислорода, определя- емый при калибровке датчика в культуральное среде;

К вЂ” корректирующий коэффициент. При чувствительности датчика кислорода такой, как во время калибровки, он равен А.

Во время биотехнологического процесса чувствительность датчика может измениться из-за старения самого датчика, изменения состава среды и гидродинамических условий в биореакторе, обрастания датчика, и точность измерения по сравнению с точностью в начале процесса падает ° С другой стороны известно, что содержание кислорода в среде прямо пропорционально парциальному давлению кислорода в газовой фазе. Из этого следует, что изменение давления воздуха над средой на какую то часть после переходного периода .должно привести к изменению показаний на эту самую часть. Система для измерения содержания кислорода периодически изменяет давление воздуха в биореакторе и в соответствии с этим так корректирует показания датчика кислорода, чтобы они пропорционально пов- торяли эти колебания.

Пример. Система измерения содержания кислорода испытывалась на ферментационной установке. Применялся гальванический мембранный датчик парциального давления кислорода, реле времени, манометр, блок умножения системы "Каскад", арифметический блок, блоки памяти исполнены на микропроцессорных средствах. Испытания показали, что в течение процесса точность предлагаемой системы по сравнению с прототипом возрастает в среднем на 9,7Х. формула изобретения

Система для определения содержания кислорода, содержащая расположенные в биореакторе датчики растворенного кислорода и давления, о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения точности определения содержания кислорода, она снабжена последовательно соединенными блоком умножения, коммутатором и арифметическим блоком, блоком памяти, соединенным

1652343 6 ренного кислорода, выходе реле времени подсоединены к первому и второму коммутаторам и исполнительному механизму, вход второго коммутатора

5 соединен с выходом датчика давления, а выход подсоединен к арифметическому блоку. с коммутатором, вторыми соединенными между собой коммутатором и блоком памяти, реле времени и исполнительным механизмом на линии выхода газов из биореактора, при этом входы блока умножения соединены с выходами арифметического блока и датчика раствоf

8аудух на аэранию

Составитель Н.Апкеев

Редактор Л.Павлова Техред A,Кравчук

КоРРектоР Л.Патай

Заказ 2183 Тираж 372 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб. ° д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.ужгород, ул. Гагарина,101